电力系统三相短路电流的计算

银川能源学院

课程设计

课程名称:电力系统分析

设计题目:电力系统三相短路电流的计算

学院:电力学院

专业:电气工程及其自动化____________

班级:1203班________________________

姓名:张将________________________

学号:1310240006__________________

目录

摘要 .................................................................................. 错误!未定义书签。课题 (1)

第一章、短路的概述 (1)

1、1发生短路的原因 (1)

1、2发生短路的类型 (1)

1、3短路计算的目的 (2)

1、4短路的后果 (2)

第二章、给定电力系统进行三相短路电流的计算 (3)

2、1收集已知电力系统的原始参数 (3)

2、2制定等值网络及参数计算 (3)

2、2、1标幺值的概念 (3)

2、2、2计算各元件的电抗标幺值 (4)

2、2、3系统的等值网络图 (4)

第三章、故障点短路电流计算...................................... 错误!未定义书签。第四章、电力系统不对称短路电流计算 (8)

4、1对称分量法 (8)

4、2各序网络的定制 (9)

4、2、1同步发电机的各序电抗 (9)

4、2、2变压器的各序电抗 (9)

4、3不对称短路的分析 (11)

4、3、1不对称短路三种情况的分析 (11)

4、3、2正序等效定则 (13)

心得体会 (14)

参考文献 (15)

电力系统分析就是电气工程、电力工程的专业核心课程,通过学习电力系统分析,学生可以了解电力系统的构成,电力系统的计算分析及方法、电力系统常见的故障及其处理方法、电力系统稳定性的判断,为从事电力系统打下必要的基础。

电力系统短路电流的计算就是重中之重,电力系统三相短路电流计算主要就是短路电流周期(基频)分理的计算,在给定电源电势时,实际上就就是稳态交流电路的求解。采用近似计算法,对系统元件模型与标幺参数计算作简化处理,将电路转化为不含变压器的等值电路,这样,就把不同电压等级系统简化为直流系统来求解。

在电力系统中,短路就是最常见而且对电力系统运行产生最严重故障的后果之一。

电力系统接线图如图所示,其中G为发电机,M为电动机,负载(6)为由各种电动机组合而成的综合负荷,设在电动机附近发生三相短路故障,计算短路点k的短路电流。

第一章、短路的概述

1、1发生短路的原因

电力系统中,发生短路故障的原因有很多,常见的有:

(1)元件的绝缘自然老化发展成短路;

(2)因雷击或过电压引起电弧放电,凤、雪等自然灾害引起电杆倒塌;

(3)违反了电力系统的正规操作——违规操作;

其她,如鸟兽等跨接裸露导线等造成的短路。

1、2发生短路的类型

电力系统中,发生短路故障的类型具体可分为以下:

（1）三相接地故障,用K)3(表示;

（2）单相接地故障,用K)1(表示;

（3）两相短接故障,用K)2(表示;

（4）两相接地短路故障,用K)1,1(表示;

电力系统中,短路故障归类可以分为:

三相短路 ｛对称短路｝

两相短路⇒｛不对称短路｝

单相接地短路⇒｛不对称短路｝

两相接地短路⇒｛不对称短路｝

在这些故障中,三相短路故障虽然很少发生,但情况比较严重,且三相短路时电力系统仍就是三相对称的,称为对称故障,分析比较容易,因此对三相短路的研究有十分重要的意义。

1、3短路计算的目的

在电力系统中,短路计算具有十分重要的意义:

（1）选择有足够电动力稳定与热稳定性的电气设备;

（2）合理的配置继电保护及自动装置,并正确整定其参数;

（3）选择最佳的主接线方案;

（4）进行电力系统暂态稳态的计算;

（5）确定电力线路对邻近通信线路的干扰等;

1、4短路的后果

发生短路故障时可能产生以下后果:

(1)通过短路点的很大短路电流与所燃起的电弧使短路点的元件发生故障甚至损坏。

(2)短路电流通过非故障设备时,由于发热与电动力作用,引起它们使用寿命缩短甚至严重损坏。

(3)电力系统中部分地区的电压严重降低,使大量电力用户的正常工作遭到破坏。

(4)破坏电力系统中各发电厂之间并列运行的稳定性,引起系统振荡甚至使得系统崩溃,无法继续正常运行。

所以,有必要对电力系统进行短路计算分析。根据计算的结果,合理选择与校验电气设备,进行继电保护装置的选型与整定计算,分析电力系统的故障及稳定性能,选择限制短路电流的措施与确定电力线路对通信线路的影响等。

第二章、给定电力系统进行三相短路电流的计算 2、1收集已知电力系统的原始参数

发电机G1:额定有功功率60MVA 次暂态电抗标幺值X”=0、12 ,次暂态电动势E”=1、08。 电动机为6MVA 。

变压器T1::变压器额定容量31、5MVA,电压10、5/121KV

变压器T2:变压器额定容量 7、7MVA,电压110/6、3KV

变压器Ｔ3:变压器额定容量20MVA,电压110/11KV

L1线路,60km ,X1=0、4Ω/km、L2线路,20km 、 L3线路,7km

2、2制定等值网络及参数计算

2、2、1标幺值的概念

在电力系统分析中,还经常采用一种相对单位制,称为标幺值。在标幺值中。各不同单位的物理量都要指定一个基准值,这个基准值用下标B 表示。则某个物理量的标幺值定义为其有名值与基准值之比,用下标*表示,有时加上说明用标幺值表示后,可以略去下标*。

位）基准值（与实际值同单）

实际有名值（任意单位标幺值=

可见标么值就是一个无单位的比值,而且,对同一个实际值,当所算的基值不同时其标幺值也不同。标么值的符号为各量符号加下角码“*”

标幺值就是一个没有量纲的数值,对于同一个有名值,基准值选的不同,其标幺值也就不同,因此,说明一个量的标幺值时,一定要同时说明它的基准值,否则,标幺值没意义。 电力系统使用标幺值进行计算与标注,主要就是因为它具有这样一些优点:

（1）易于比较电力系统各元件的参数与特点,便于迅速准确的判定结果的正确性。

（2）能够简化计算公式,交流电路中,用标幺值计算时通过选择不同的基准值,线电压与相电压的标幺值相等,三相功率与单相功率的标幺值相等,三相电路与单相电路的计算公式相同。

（3）三相电力系统中,各元件参数与变量之间的基准值还有确定关系:

U I S B B B 3=

Y Z Z I U

B

B B

B B 13==